$(m+n)^5$ の展開式における $mn^4$ の項の係数を求める問題です。

代数学二項定理展開係数組み合わせ
2025/5/4

1. 問題の内容

(m+n)5(m+n)^5 の展開式における mn4mn^4 の項の係数を求める問題です。

2. 解き方の手順

二項定理を用いて (m+n)5(m+n)^5 を展開します。二項定理は以下の通りです。
(m+n)5=k=05(5k)m5knk(m+n)^5 = \sum_{k=0}^{5} \binom{5}{k} m^{5-k} n^k
mn4mn^4 の項は、k=4k=4 のときに現れます。つまり、
(54)m54n4=(54)m1n4=(54)mn4\binom{5}{4} m^{5-4} n^4 = \binom{5}{4} m^1 n^4 = \binom{5}{4} mn^4
二項係数 (54)\binom{5}{4} を計算します。
(54)=5!4!(54)!=5!4!1!=5×4×3×2×1(4×3×2×1)(1)=51=5\binom{5}{4} = \frac{5!}{4!(5-4)!} = \frac{5!}{4!1!} = \frac{5 \times 4 \times 3 \times 2 \times 1}{(4 \times 3 \times 2 \times 1)(1)} = \frac{5}{1} = 5
したがって、mn4mn^4 の項は 5mn45mn^4 となります。

3. 最終的な答え

55

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